Vera Patrícia Pereira da Silva
Reabilitação Energética de Edifícios
Residenciais: Propostas de intervenção
numa perspetiva de otimização da relação
custo/benefício
Ver a P atrícia P er eir a da Silv a R eabilit ação Ener g ética de Edifícios R esidenciais: Propos tas de intervenção numa per
spe tiv a de o timização da r elação cus to/benefício
Tese de Mestrado
Construção e Reabilitação Sustentáveis
Trabalho efetuado sob a orientação da
Professora Maria Manuela de Oliveira Guedes de
Almeida
Vera Patrícia Pereira da Silva
Reabilitação Energética de Edifícios
Residenciais: Propostas de intervenção
numa perspetiva de otimização da relação
custo/benefício
Agradecimentos
No desenvolvimento e conclusão desta dissertação foram vários os contributos preciosos. Alguns, muito importantes de natureza técnica, outros não menos fundamentais, de natureza motivacional. Gostaria por isso de expressar os meus agradecimentos:
Ao Arquiteto Marco Ferreira pela disponibilidade constante e apoio técnico, pelas inúmeras trocas de impressões e comentários ao trabalho, sempre em tempo útil.
À Professora Manuela Almeida. Às amigas Joana Neves e Ana Araújo.
E finalmente ao Pedro e à Ema pela paciência e apoio nos momentos mais desanimadores. Obrigada!
RESUMO
Durante séculos o homem dependeu de fontes de energia renováveis como os moinhos de vento e de água, a utilização da madeira e animais e a própria mão-de-obra humana. A partir da Revolução Industrial (século XIX) essas fontes deixaram de ser suficientes e verificou-se um crescimento da dependência energética da humanidade. O consumo energético tem vindo a agravar-se desde então, sendo o setor dos edifícios um dos mais consumidores. Com o crescimento deste setor o seu consumo energético tem aumentado, sendo, na UE, 40% de toda a energia consumida. Devido a este facto a UE considera a redução do consumo energético e a utilização de energias renováveis nos edifícios, duas medidas significativas na redução e controlo da sua dependência energética e emissão de gases de efeitos estufa (PARLAMENTO EUROPEU, 2010). Neste sentido, tem vindo a regulamentar impondo e diferenciando requisitos mínimos de desempenho energético dos edifícios novos e existentes. Aliás, a tendência legislativa é levar os edifícios novos a um balanço energético quase nulo (níveis de consumo idênticos aos de produção a partir de fontes de energia renováveis). Por outro lado o ritmo de construção nova tem abrandado, o que significa que as exigências regulamentares aplicadas só aos edifícios novos não seriam suficientes para atingir as metas assumidas pela UE. Será necessário portanto intervir nos edifícios existentes. Portugal também sofre de elevados níveis de dependência energética do exterior (cerca de 77,1% em 2011) e os edifícios são responsáveis por cerca de 30% da energia final consumida. No entanto, estima-se que mais de 50% deste consumo possa ser reduzido adotando medidas de eficiência energética e permitindo reduções de emissões de CO2 (DGEG, 2012). Os alojamentos familiares em Portugal
representam cerca de 18% da energia consumida pelos edifícios e como tal é premente definir soluções de reabilitação energética para minimizar consumos e otimizar a sua eficiência. Com este trabalho pretende-se identificar e caracterizar medidas (relacionadas com a envolvente, com os sistemas AVAC e com a produção de energia renovável “in situ”) mais económico-eficientes para garantir num edifício de habitação existente soluções de reabilitação otimizadas. Esta caracterização reunirá informação, cuja análise levará a concluir sobre os conjuntos ótimos de soluções a implementar nos edifícios. As soluções ótimas poderiam reduzir todos os custos envolvidos na reabilitação energética (custos iniciais, custos energéticos, ambientais, de exploração e manutenção).
Palavras-Chave: Eficiência Energética em Edifícios Residenciais; Medidas de Reabilitação
ABSTRACT
For many centuries man depended from renewable energy sources like windmills and watermills, the use of wood and animals and their own labor work. Since the Industrial Revolution (XIX century), these sources are no longer sufficient and the humanity energy dependency is growing. Energy consumption has become higher since then and the building sector is one of the most responsible for it. In the European Union (EU) buildings are responsible for 40% of all energy consumed, which have a big impact not only on its energy dependency, but also on the environment. Note that as the EU's resources are scarce, and the rate of consumption does not allow its renewal, the sustainability of it and welfare of all is at risk. As such, the EU considers the reduction of energy consumption and use of renewable energy in buildings, two significant steps towards the reduction and control of their energy dependency and emission of greenhouse gases (PARLAMENTO EUROPEU, 2010). Thus, EU has been imposing several Directives regulating and differentiating minimum energy performance of new and existing buildings. Moreover, the legislative trend is to bring the new buildings to a technological level where they have a nearly zero energy balance (i.e. where consumption levels are identical to the production from renewable sources). This trend reveals a serious and growing concern regarding the rational and efficient use of energy. On the other hand construction of new buildings is slowing down, which means that the regulatory requirements applied only to new buildings would not be sufficient to achieve the targets set by the EU. It will be necessary therefore to intervene on existing buildings. Portugal suffers also from high levels of external energy dependency (about 77,1 % in 2011) (DGEG, 2011) and the building sector contributes significantly for final energy consumption, around 30%. However, it is estimated that over 50% of this consumption can be reduced by adopting energy efficiency measures, while allowing significant reductions in CO2 emissions (DGEG, 2012). More than 5,5
million houses in Portugal represent approximately 18% of energy consumed by buildings. This consumption is so significant that it’s urgent to define solutions for energy rehabilitation minimizing energy consumption and optimizing efficiency. This work intends to identify cost-effective rehabilitation measures to be taken on the envelope, HVAC systems and "in situ" renewable energy production to ensure optimized rehabilitation solutions in existing residential buildings. This will lead to optimal packages of renovation measures which, if implemented, would minimize the global costs of a rehabilitation intervention (initial investment costs, running costs and maintenance costs).
Keywords: Energy Efficiency in Buildings, Cost-effective Rehabilitation Measures, Thermal
ÍNDICE
1. CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO ... 1
1.1. Enquadramento ... 1
1.2. Objetivos e fatores que contribuem para a oportunidade da realização da dissertação .. 7
1.3. Estrutura da dissertação ... 9
2. CAPÍTULO 2 - A REALIDADE DO SETOR DOS EDIFÍCIOS EM PORTUGAL E SEU DESEMPENHO ENERGÉTICO ... 11
2.1. Reabilitação Energética ... 14
2.1.1. Medidas ... 14
2.1.2. Dificuldades ... 18
2.2. Políticas de incentivo à Eficiência Energética e Reabilitação nos Edifícios ... 20
3. CAPÍTULO 3 - METODOLOGIA PARA CÁLCULO DOS NÍVEIS ÓTIMOS DE RENTABILIDADE DOS REQUISITOS MÍNIMOS DE DESEMPENHO ENERGÉTICO DOS EDIFÍCIOS ... 29
3.1. Edifícios de Referência ... 29
3.2. Seleção de variantes/medidas/conjuntos ... 32
3.2.1. Envolvente Opaca ... 34
3.2.2. Envolvente Transparente ... 36
3.2.3. Sistemas ... 37
3.3. Cálculo das Necessidades de Energia Primária decorrentes da aplicação das medidas/variantes e do Valor máximo das Necessidades Energéticas ... 41
3.4. Custo global ... 44
3.4.1. Cálculo do custo global: financeiro e macroeconómico ... 46
3.4.2. Custos iniciais de investimento ... 48
3.4.3. Custos de utilização: manutenção e energia ... 48
3.4.4. Custos das emissões de gases com efeito de estufa ... 50
3.5. Análise de sensibilidade dos parâmetros utilizados ... 51
3.6. Obtenção de um nível ótimo de rentabilidade dos custos de desempenho energético . 52 4. CAPÍTULO 4 – AVALIAÇÃO DE SOLUÇÕES DE REABILITAÇÃO ENERGÉTICA ... 55
4.1. Apresentação do caso de estudo 1 - Informação geral... 55
4.1.1. Determinação das Necessidades de Energia Útil e Necessidades Nominais Anuais Globais de Energia Primária ... 57
4.1.2. Variantes Analisadas – Caso de estudo 1 ... 64
4.1.3. Determinação dos Custos - Cálculo do custo global financeiro e macroeconómico .... 72
4.1.4. Análise e conclusões da avaliação comparativa das medidas implementadas ... 72
4.2. Apresentação do caso de estudo 2 - Informação geral... 89
4.2.1. Determinação das Necessidades de Energia Útil e Necessidades Nominais Anuais Globais de Energia Primária ... 95
4.2.2. Variantes Selecionadas – Caso de estudo 2 ... 101
4.2.3. Determinação dos Custos - Cálculo do custo global financeiro e macroeconómico .. 105
4.2.4. Análise e conclusões da avaliação comparativa das medidas implementadas ... 105
4.3. Análise comparativa – Caso de Estudo 1 e 2 ... 117
5. CAPÍTULO 5 - ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DA AVALIAÇÃO DAS SOLUÇÕES DE REABILITAÇÃO ENERGÉTICA ESTUDADAS ... 123
5.1. Cenário 1 - Alteração da localização geográfica do edifício (Bragança e Faro) ... 123
5.2. Cenário 2 - Alteração do fator de obstrução (zona urbana/zona rural) ... 128
5.3. Cenário 3 - Alteração da taxa de desconto na perspetiva privada para 4% e 3% ... 130
5.4. Cenário 4 - Alteração da taxa de evolução do preço da energia, considerando 2% e 4%136 6. CAPÍTULO 6 - CONCLUSÕES ... 143
6.1. Propostas de trabalhos futuros ... 145
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 148
ANEXOS ... 155
ANEXO 1 - DEFINIÇÕES DO REGULAMENTO DELEGADO ... 157
ANEXO 2 – DADOS ESTATÍSTICOS (CENSOS 2011) ... 159
ANEXO 3 – PORTARIA TÉCNICA DA PROPOSTA DE REVISÃO DO RCCTE DE 2012 (MINISTÉRIO DA ECONOMIA E DO EMPREGO) ... 161
ANEXO 4 – CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS EM ANÁLISE ... 163
ANEXO 5 – RELATÓRIOS ENERGÉTICOS (SOLTERM) ... 175
ANEXO 6 - PLANTAS E CORTES DOS EDIFÍCIOS EM ANÁLISE ... 181
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 – Mapa nacional de dados estatísticos (População residente, famílias, alojamentos
e edifícios) (INE, 2013) ... 31
Figura 2 – Categorização dos custos de acordo com o quadro metodológico (JOUE, 2012)45 Figura 3 – Diferentes variantes (1 a 6) e posição do intervalo de rentabilidade ótima ... 52
Figura 4 – Localização geográfica do edifício – Caso de estudo 1 ... 55
Figura 5 – Plantas do piso Rés-do-Chão e Piso 1 – Caso de estudo 1 ... 56
Figura 6 – Esquema representativo (sombreamentos verticais) – Caso de estudo 1 ... 61
Figura 7 – Relação Custos Globais/ Ntc – Soluções e Medidas de melhoria ... 73
Figura 8 – Medidas de melhoria da Solução 1 ... 75
Figura 9 – Relação entre as Ntc e o Custo Global da SOL2 com Ar Condicionado ... 76
Figura 10 – Relação entre as Ntc e o Custo Global da SOL2 sem Ar Condicionado ... 76
Figura 11 – Relação Custos Globais/ Ntc –Soluções e medidas de melhoria - SOL 2 sem AC78 Figura 12 – Medidas de melhoria - SOL3 e SOL4 ... 80
Figura 13 – Medidas de melhoria – Caso de estudo 1 ... 83
Figura 14 – Medidas de melhoria – SOL 4 (otimização) ... 84
Figura 15 – Localização geográfica do edifício – Caso de estudo 2 ... 90
Figura 16 – Plantas do piso Rés-do-Chão e Piso 1 - Caso de estudo 2 ... 91
Figura 17 – Alçados e Corte Transversal – Caso de estudo 2 ... 92
Figura 18 – Cobertura do edifício e parede exterior – Caso de estudo 2 ... 92
Figura 19 – Planta do rés-do-chão – Caso de estudo 2 ... 94
Figura 20 – Alçado Posterior e Alçado Principal – Caso de estudo 2 ... 94
Figura 21 – Módulos M14 e M23 – Caso de estudo 2 ... 95
Figura 22 – Relação Custos Globais/ Ntc – Soluções e Medidas de melhoria ... 106
Figura 23 – Relação Custos Globais/ Ntc para as soluções de melhoria SOL3, 4 e 5 ... 111
Figura 24 – Relação Custos Globais/ Ntc para as soluções de melhoria SOL 4 e 5 com Termoacumulador a Gás ... 113
Figura 25 – Relação Custos Globais/ Ntc – Caso de estudo 1 ... 118
Figura 26 – Relação Custos Globais/ Ntc – Caso de estudo 2 ... 119
Figura 27 – Otimização das Medidas Melhoria - BRAGANÇA ... 124
Figura 28 – Otimização das Medidas Melhoria - FARO ... 126
Figura 29 – Comparação de 9 variantes com diferentes ângulos de obstrução horizonte (45º e 20º em Vila Nova de Gaia) ... 128
Figura 30 – Cenário 3 - Relação Custos Globais/ Ntc (Taxa desconto Persp. Privada - 5%)130 Figura 31 – Cenário 3 - Relação Custos Globais/ Ntc (Taxa desconto Persp. Privada - 4%)131 Figura 32 – Cenário 3 - Relação Custos Globais/ Ntc (Taxa desconto Persp. Privada - 3%)132 Figura 33 – Cenário 4 - Custos Globais/ Ntc (Taxa evolução do custo de Energia - 4%) .... 137 Figura 34 – Cenário 4 - Custos Globais/ Ntc (Taxa evolução do custo de Energia - 3%) .... 137 Figura 35 – Cenário 4 - Custos Globais/ Ntc (Taxa evolução do custo de Energia - 2%) .... 138
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1 - Resumo das poupanças totais alcançadas com o PNAEE... 23
Quadro 2 - Área e programas do PNAEE 2016 (PNAEE, 2013) ... 24
Quadro 3 - Resumo dos impactos do PNAEE 2016 por programa (PNAEE, 2013) ... 24
Quadro 4 - Resumo dos parâmetros para cálculo dos custos globais ... 50
Quadro 5 - Localização e Características do edifício – Caso de estudo 1 ... 57
Quadro 6 - Características - Paredes exteriores – Caso de estudo 1 ... 58
Quadro 7 - Características e Coeficiente de Transmissão Térmica - Paredes exteriores ... 58
Quadro 8 - Coeficiente de Transmissão Térmica da cobertura – Caso de estudo 1 ... 58
Quadro 9 - Características e Coeficiente de Transmissão Térmica da cobertura – Caso de estudo 1 ... 59
Quadro 10 - Resistência Térmica do pavimento térreo – Caso de estudo 1 ... 59
Quadro 11 - Pontes Térmicas lineares – Caso de estudo 1 ... 59
Quadro 12 - Coeficiente de Transmissão Térmica da parede interior – Caso de estudo 1 ... 60
Quadro 13 - Coeficiente de Transmissão Térmica da porta exterior – Caso de estudo 1 ... 60
Quadro 14 - Coeficiente de Transmissão Térmica dos envidraçados – Caso de estudo 1 ... 61
Quadro 15 - Características do vão envidraçado – Caso de estudo 1 ... 62
Quadro 16 - Classe Energética e Nic, Nvc, Qa, Ntc/Nt – Caso de estudo 1 ... 63
Quadro 17 - Envolvente Opaca: Coeficiente de transmissão térmica ... 65
Quadro 18 - Envolvente Transparente: Coeficiente de transmissão térmica ... 65
Quadro 19 - Sistemas: Bomba de Calor (Aquecimento, Arrefecimento e AQS) ... 66
Quadro 20 - Sistemas: Ar condicionado (Aquecimento e/ou Arrefecimento) ... 66
Quadro 21 - Sistemas: Caldeira Mural (Aquecimento e/ou AQS) ... 67
Quadro 22 - Sistemas: Aquecedor Elétrico (Aquecimento) ... 67
Quadro 23 - Sistemas: Esquentador (AQS) ... 67
Quadro 24 - Sistemas: Termoacumulador (AQS) ... 67
Quadro 25 - Resumo das soluções selecionadas a estudar no Caso de estudo 1 ... 69
Quadro 26 - Resumo das variantes estudadas - Caso de estudo 1 ... 70
Quadro 27 - Características térmicas da envolvente da variante ótima (VAR70) - SOL1 ... 74
Quadro 28 - Resumo das variantes da SOL1 - Custos Globais e Necessidades Energéticas .. 74
Quadro 29 - Resumo das variantes da SOL 2 - Custos Globais e Necessidades Energéticas . 79 Quadro 30 - Características térmicas da Envolvente da variante ótima - SOL2 ... 79
Quadro 31 – Resumo das variantes da SOL3 e SOL4 - Custos Globais e Necessidades
Energéticas ... 80
Quadro 32 - Características térmicas da Envolvente da variante ótima – SOL3 e SOL4 ... 82
Quadro 33 - Resumo das variantes da SOL5 - Custos Globais e Necessidades Energéticas .. 83
Quadro 34 – Custos Globais e Ntc da variante ótima (com e sem equipamentos de produção de energia renovável) - SOL4 ... 85
Quadro 35 – Custos Globais e Ntc da SOL6 e da variante ótima (VAR64) com Caldeira Biomassa ... 86
Quadro 36 – Resumo das variantes da SOL4 e SOL5 - Custos Globais e Necessidades Energéticas ... 86
Quadro 37 – Resumo das variantes ótimas de todas as soluções estudadas ... 87
Quadro 38 – Características da Envolvente nas variantes ótimas de cada solução ... 88
Quadro 39 – Relação entre os valores das necessidades nominais e limite de energia útil (Ntc/Nt, Nic/Ni e Nvc/Nv) ... 89
Quadro 40 – Localização e Características do edifício – Caso de estudo 2 ... 93
Quadro 41 – Coeficientes de Transmissão Térmica -Paredes exteriores, coberturas e pavimento térreo – Caso de estudo 2 ... 95
Quadro 42 – Pontes Térmicas Lineares – Caso de estudo 2 ... 96
Quadro 43 – Coeficiente de Transmissão Térmica - Paredes interiores – Caso de estudo 2 ... 96
Quadro 44 – Coeficiente Linear – Ligação entre elementos – Caso de estudo 2 ... 97
Quadro 45 – Características e Coeficiente de Transmissão Térmica – Envidraçados – Caso de estudo 2 ... 97
Quadro 46 – Classe Energética e Nic, Nvc, Qa, Ntc/Nt – Caso de estudo 2 ... 99
Quadro 47 – Coeficiente de transmissão térmica - Vãos Envidraçados ... 102
Quadro 48 – Sistemas: Bomba de Calor (Aquecimento, Arrefecimento e AQS) ... 102
Quadro 49 – Sistemas: AC (Aquecimento e/ou Arrefecimento) ... 102
Quadro 50 – Sistemas: Caldeira Mural (Aquecimento e AQS) ... 103
Quadro 51 – Sistemas: Aquecedor Elétrico (Aquecimento) ... 103
Quadro 52 – Sistemas: Esquentador (AQS) ... 103
Quadro 53 – Sistemas: Termoacumulador (AQS) ... 103
Quadro 54 – Resumo das Soluções selecionadas no caso de estudo 2 ... 105
Quadro 55 – Influência do isolamento da cobertura nos Custos Globais e Ntc ... 107
Quadro 57 – Influência da medida a implementar na cobertura (com ou sem solução
estrutural) ... 108
Quadro 58 – Resumo das variantes da SOL 1 - Custos Globais e Necessidades Energéticas 108 Quadro 59 – Influência da bomba de calor nas 5 melhores variantes da SOL1 ... 110
Quadro 60 – Variantes ótimas SOL1 e SOL3 - Custos Globais e Necessidades Energéticas 110 Quadro 61 – Resumo das variantes SOL 4 - Custos Globais e Necessidades Energéticas ... 111
Quadro 62 – Características da Envolvente na variante ótima VAR 17C (SOL4) ... 112
Quadro 63 – Variantes ótimas SOL4 e 5 com Termoacumulador a Gás ... 113
Quadro 64 – Resumo das Variantes SOL 6 - Custos Globais e Necessidades Energéticas .... 114
Quadro 65 – Necessidades Energéticas SOL6 e contribuição da caldeira biomassa para AQS e Aquecimento ... 114
Quadro 66 – Resumo das variantes ótimas (Custos Globais e Necessidades Energéticas) para as soluções analisadas ... 115
Quadro 67 – Características da Envolvente nas variantes ótimas de cada solução ... 115
Quadro 68 – Relação Custos Globais/ Ntc para a SOL4 – Caso de estudo 1 e 2 ... 119
Quadro 69 - Características térmicas da Envolvente da variante ótima da SOL4 – Casos de estudo 1e 2 ... 120
Quadro 70 – Relação entre os valores das necessidades nominais e limite de energia útil (Ntc/Nt, Nic/Ni e Nvc/Nv) ... 121
Quadro 71 – Variantes ótimas - Bragança ... 125
Quadro 72 – Características térmicas da Envolvente da variante ótima - Bragança ... 125
Quadro 73 – Variantes ótimas - Faro ... 127
Quadro 74 – Comparação de 9 variantes com diferentes ângulos de obstrução horizonte (45º e 20º em Vila Nova de Gaia) ... 129
Quadro 75 – Comparação de três Taxas de Desconto (Perspetiva Privada) ... 133
Quadro 76 – Análise do impacto da alteração da taxa de evolução do custo de energia ... 138
Quadro 77 - Alojamentos clássicos ocupados como residência habitual ... 159
Quadro 78 - Edifício segundo época de construção e estado de conservação ... 159
Quadro 79 - Apresentação de Nic, Nvc, Nac e Ntc - Vila Nova de Gaia (Caso Estudo 1) ... 183
Quadro 80 - Apresentação de Nic, Nvc, Nac e Ntc - Bragança (Caso Estudo 1) ... 185
Quadro 81 - Apresentação de Nic, Nvc, Nac e Ntc - Faro (Caso Estudo 1) ... 187
LISTA DE ABREVIAÇÕES
AC – Ar condicionado
ADENE – Agência para a Energia
AICCOPN – Associação dos Industriais da Construção Civil e Obras Públicas APA – Agência Portuguesa do Ambiente
AQS – Aguas quentes sanitárias BTN – Baixa Tensão Normal
CE – Certificado de Desempenho Energético e de Qualidade do Ar Interior CFL – Lâmpadas fluorescentes compactas
CIEG – Custos de Interesse Económico Geral DGEG – Direção Geral de Energia e Geologia DL – Decreto-Lei
COP - Coefficient of performance EER - Energy Efficience Ratio
EPBD – Energy Performance of Buildings Directive ENE – Estratégia Nacional para a Energia
EM – Estados-Membro
EPS - Poliestireno Expandido Moldado
ERSE – Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos ETICS - External Thermal Insulation Composite System GEE – Gases de efeito de estufa
ICB - Cortiça Expandida
INE – Instituto Nacional de Estatística
IRS - Imposto sobre o Rendimento de Pessoas Singulares IVA – Imposto sobre valor acrescentado
kVa – Quilovolte ampere kW – Quilo watt
kWh– Quilo watt x hora
LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia Mw – Mega watt
MW – Lã de rocha
Nac – Necessidades nominais anuais de energia útil para águas quentes sanitárias Nic – Necessidades nominais de energia útil para aquecimento
Nvc – Necessidades nominais de energia útil para arrefecimento Ntc - Necessidades globais nominais de energia primária
Nt – Valor máximo admissível de energia primária
Ntc – Necessidades Nominais Anuais Globais de Energia Primária NZEB – Nearly zero-energy building
PIB – Produto Interno Bruto PIR – Poli-isocianurato
PNAEE - Plano Nacional de Ação para a Eficiência Energética PNAER - Plano Nacional de Acão para as Energias Renováveis QREN – Quadro de Referência Estratégico Nacional
RCCTE – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios RECS - Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços REH - Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação
REHVA – Representantes de Associações Europeias de Aquecimento e Ventilação (Representatives of European Heating and Ventilating Associations)
RSECE – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios
SCE – Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios tep – Tonelada equivalente de petróleo
UE – União Europeia
1. CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO
Este capítulo refere-se ao enquadramento do tema da pesquisa, explanando o contexto a partir do qual o assunto em análise foi estudado (ponto 1.1). São também apresentados os fatores que contribuem para a oportunidade da realização desta dissertação e os seus objetivos (ponto 1.2) bem como a sua estrutura orientadora (ponto 1.3).
1.1. Enquadramento
O desequilíbrio ambiental que o nosso planeta sofre deve-se, em grande parte, ao consumo energético desenfreado e insustentável pelo Homem. O desperdício e a irracionalidade na utilização da energia produzida levam a impactos diretos e nocivos no meio ambiente, para além de custos económicos desnecessários. Em 1973, logo após a primeira crise internacional do petróleo, surgiu a expressão “uso racional da energia” (JARDIM, 2009). Houve nessa época um aumento do custo da energia, a constatação da limitação das suas fontes e, pela primeira vez, a consciência mundial do grau de impacto ambiental relativo à sua utilização.
Neste contexto difícil, a assinatura em 1997, por parte da União Europeia, do Protocolo de Quioto, veio obrigar os países membros a definirem medidas de ação que promovessem a utilização racional dos recursos energéticos e assim pudessem reduzir a emissão dos gases de efeito de estufa, GEE, para a atmosfera. Este protocolo, resumidamente, consiste num acordo internacional que impõe aos países industrializados aderentes limites nas emissões de gases que provocam o efeito de estufa. Definiu-se que os países aderentes teriam de diminuir as suas emissões numa média de 5% (tendo em conta os níveis referentes a cada um dos países), abaixo dos valores de 1990, no período entre 2008 e 2012, tentando assim desacelerar os efeitos climáticos negativos resultantes destas emissões. Além da redução das emissões de GEE, o Protocolo de Quioto estabelece outras medidas como o estímulo à substituição do uso dos derivados de petróleo pelo da energia elétrica e do gás natural. Isso levou à exploração de novas soluções de consumo energético recorrendo a fontes mais ecológicas (LUZIO, 2009).
Desde então, muitos países e também a UE, têm vindo a fomentar iniciativas, medidas e pesquisas que estimulem a eficiência energética em diferentes setores, nomeadamente no dos edifícios. Aliás, este é um dos setores que mais energia consume (e desperdiça) em todo o mundo. Na União Europeia estima-se que cerca de 40% (DGEG, 2012) da energia total seja utilizada nos edifícios, e como tal, o desempenho energético deste setor é preponderante para a concretização dos
compromissos assumidos no Protocolo de Quioto, que apesar de assinado em 1997 apenas foi retificado por um número mínimo de países em 2005.
Foi neste contexto que surgiu a Diretiva Europeia n.º 2002/91/CE, do Parlamento Europeu, de 16 de Dezembro, sobre o Desempenho Energético dos Edifícios (EPBD, 2002) que surgiu com o objetivo de promover a melhoria do desempenho energético dos edifícios na UE, tendo em conta os aspetos climáticos externos e as condições locais, bem como as exigências de clima interior e a rentabilidade económica. Esta Diretiva estabeleceu: 1) uma metodologia integrada de cálculo do desempenho energético dos edifícios; 2) requisitos mínimos para o desempenho energético dos novos edifícios e dos grandes edifícios existentes que sejam sujeitos a importantes obras de renovação; 3) a certificação energética dos edifícios; 4) a inspeção regular de caldeiras e instalações de ar condicionado nos edifícios e 5) complementarmente, a avaliação da instalação de aquecimento quando as caldeiras tenham mais de quinze anos (PARLAMENTO EUROPEU, 2002).
No entanto, estudos recentes levados a cabo pela REHVA relativos à implementação da EPBD 2002 revelaram grandes diferenças nos regulamentos técnicos nos diferentes países da UE. Estas diferenças têm implicações muito significativas no mercado da construção e introduzem dificuldades na produção, comercialização, instalação, dimensionamento e construção no mercado aberto da UE (SEPPÄNEN O, GOEDERS G, 2010).
Este facto e a necessidade da UE acelerar o processo de redução de emissão dos GEE e do consumo energético na União levou a que em 2010 surgisse a reformulação da EPBD 2002. A EPBD Recast (Diretiva 2010/31/EU de 19 de Maio 2010) veio reforçar os requisitos de desempenho energético dos edifícios e clarificar alguns pontos da EPBD 2002, que substituiu.
A EPBD 2010 veio reforçar o esforço da UE em cumprir os objetivos do Protocolo de Quioto, através da melhoria da eficiência energética dos edifícios e aumento do uso de energias renováveis. O desafio é alcançar o mais elevado desempenho energético nos edifícios com um custo económico apropriado, tendo em consideração o contexto climático e parâmetros relevantes de cada país (FERREIRA,J.; PINHEIRO,M., 2011). Com a implementação desta diretiva surgirão muitas alterações desde logo porque, de acordo com esta, até final de 2018, todos os edifícios públicos novos da UE terão que ser edifícios de balanço energético quase nulo (“nearly zero-energy buildings” ou NZEB) e depois de 2020 todos os edifícios novos terão que atingir também esse desempenho (PARLAMENTO EUROPEU, 2010).
A diretiva define ‘nearly zero-energy buildings’ como edifícios com elevado desempenho energético cuja baixa energia consumida será proveniente de fontes de energia renovável,
preferencialmente produzida no edifício ou nas redondezas (KURNITSKI J et al, 2011). Com a EPBD Recast os Estados-Membros devem garantir que os requisitos mínimos de desempenho energético são assegurados com níveis de rentabilidade ótimos, ou seja, com o custo mínimo considerando todo o seu ciclo de vida, utilizando para tal uma metodologia de cálculo definida pela Comissão Europeia. Pela primeira vez a Comissão Europeia definiu uma política de otimização de custos através de uma metodologia de cálculo. Essa metodologia está já publicada através de um documento orientador que permitirá aos Estados-Membros refletirem sobre os princípios para o cálculo de custo ótimo anual do desempenho do edifício, considerando os parâmetros nacionais relevantes (KURNITSKI J et al, 2011).
O documento originou em Janeiro de 2012 o Regulamento Delegado nº 244/2012 que complementa a EPBD Recast e onde se estabelece o quadro metodológico comparativo a utilizar pelos Estados-Membros para o cálculo dos níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos mínimos de desempenho energético dos edifícios novos e existentes. O quadro de metodologia específica as regras para a comparação de medidas de eficiência energética, de medidas que recorrem a fontes de energia renováveis e de conjuntos e variantes dessas medidas, com base no desempenho energético primário e no custo atribuído à sua implementação. Estabelece também a forma de aplicar essas regras aos edifícios de referência selecionados, com o objetivo de definir níveis ótimos de rentabilidade dos requisitos mínimos de desempenho energético (PARLAMENTO EUROPEU, 2010).
É claro que tanto a determinação do custo ótimo, bem como a garantia dos níveis de desempenho dos NZEB são medidas a ser conduzidas pelos Estados-Membros na adoção da EPBD Recast. A UE prevê com a implementação da EPDB Recast e regulamentação complementar reduzir em 11% o consumo de energia final em 2020 na União (ECEE, 2010). Prevê também a criação de 2 milhões de novos postos de trabalho em toda a UE, para além de estimar uma poupança de cerca de 4 biliões de barris de petróleo por ano. Isto considerando a implementação da EPBD Recast e a intervenção em edifícios novos e em edifícios existentes (RENOVATE, 2012).
Não há na EPBD Recast de forma clara, nenhum objetivo específico a atingir respeitante ao desempenho energético dos edifícios existentes. No entanto, é recomendável que seja seguido o exemplo dos edifícios novos e os estados membros incluam medidas legislativas para que os edifícios existentes possam aproximar-se, do ponto de vista de eficiência energética dos NZEB (RENEWABLE, 2012).
Estima-se que a reabilitação profunda dos edifícios existentes na Europa possa poupar cerca de 32% do total de energia primária consumida. No entanto na Europa apenas 1,2% dos edifícios existentes
são reabilitados e 0,1% são demolidos todos os anos. Mesmo que os 1,2% de edifícios reabilitados considerassem já os mais elevados requisitos de desempenho energético europeus, a Europa não iria conseguir atingir o objetivo de redução do seu consumo energético. Aliás, essa medida por si só quase não iria influenciar o consumo energético nos edifícios existentes (RENOVATE, 2012). Esta ideia é reforçada também pelo relatório relativo à implementação da EPBD 2002 em Portugal (EPBD – CA, 2011) em que se afirma que o setor dos edifícios continuará ineficiente caso não se intervenha nos edifícios existentes portugueses.
A UE e os governos dos EM devem direcionar as suas políticas no sentido de fomentar a reabilitação promovendo uma política energética ambiciosa e, em simultâneo, o crescimento económico.
Portugal enquanto Estado-Membro tem vindo a transpor para o direito nacional a regulamentação europeia relativa ao desempenho energético dos edifícios novos e existentes. Com a EPBD 2002 foi impulsionado a rever a legislação nacional definindo as condições de conforto térmico e de higiene, com o objetivo de melhorar a eficiência global dos edifícios, não só nos consumos para a aquecimento/arrefecimento, mas em todos os consumos energéticos, fomentando a limitação real desses consumos para valores aceitáveis. Foi, por transposição da EPBD 2002, implementado por Decreto de Lei, o Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE) que levou à criação do Certificado de Desempenho Energético e de Qualidade do Ar Interior dos Edifícios (CE).
O SCE pretende assegurar a aplicação regulamentar, nomeadamente no que respeita às condições de eficiência energética, à utilização de sistemas de energias renováveis e, ainda, às condições de garantia da qualidade do ar interior, garantindo o cumprimento do Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) e do Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE). Pretende também certificar o desempenho energético e a qualidade do ar interior nos edifícios e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho aplicáveis aos edifícios e respetivos sistemas energéticos, nomeadamente caldeiras e equipamentos de ar condicionado (LUZIO, 2009).
O SCE em conjunto com os regulamentos técnicos (RCCTE e RSECE) aplicáveis aos edifícios de habitação e aos edifícios de serviços define as regras e métodos para verificação da aplicação efetiva destes regulamentos às novas edificações, bem como, numa fase posterior aos edifícios existentes.
− Assegurar a aplicação regulamentar, nomeadamente no que respeita às questões de eficiência energética, à utilização de energias renováveis e, ainda, às condições de garantia de qualidade do ar interior, de acordo com as exigências e disposições contidas no RCCTE e no RSECE;
− Certificar o desempenho energético e a qualidade do ar interior nos edifícios através da emissão de um CE que será atribuído após a verificação por PQ (independentes à elaboração do projeto) e rotular em classe de desempenho energético os edifícios, variando de A+ (elevada eficiência) a G (baixa eficiência);
− Identificar as medidas de correção, ou de melhoria, de desempenho a aplicar aos edifícios e respetivos sistemas energéticos, cada qual associada a um custo de realização aproximado e uma estimativa de retorno de investimento;
− Identificar, para além da classificação de desempenho energético, o nível de emissões de CO2 equivalente; (SCE, 2006)
O Decreto-Lei n.º 79/2006, de 4 de Abril, que aprova o RSECE, e que veio substituir o DL 119/98, estabelece:
− As condições a observar no projeto de novos sistemas de climatização, nomeadamente os requisitos de conforto térmico, renovação, tratamento e qualidade do ar, devendo assegurar em condições de eficiência energética através da seleção adequada de equipamentos e a sua organização em sistemas;
− Os limites máximos de consumo de energia nos grandes edifícios de serviços existentes e para todo o edifício, em particular, para a climatização, previsíveis sob condições nominais de funcionamento para edifícios novos ou para grandes intervenções de reabilitação de edifícios existentes que venham a ter novos sistemas de climatização abrangidos pelo presente Regulamento, bem como os limites máximos de potência aplicáveis aos sistemas de climatização a instalar nesses edifícios;
− Os termos de conceção, de instalação e do abastecimento das condições de manutenção a que devem obedecer os sistemas implementados, para a garantia de qualidade e segurança durante o seu funcionamento normal, incluindo os requisitos, em termos de formação profissional, a que devem obedecer os principais intervenientes e a observância dos princípios da utilização de materiais e tecnologias adequados em todos os sistemas energéticos do edifício, na ótica da sustentabilidade ambiental;
− As condições de monitorização e de auditoria de funcionamento dos edifícios em termos dos consumos de energia e da qualidade do ar interior. (RSECE, 2006)
Note-se que o RSECE, não se aplica a edifícios de habitação ou serviços sem sistemas de climatização centralizada, aplicando-se nesse caso o RCCTE.
O Decreto-Lei n.º 80/2006, de 4 de Abril, que aprova o RCCTE, e que substituiu o DL 40/90, indica as regras a observar no projeto de todos os edifícios de habitação e serviços sem sistemas de climatização centralizados para que:
− As necessidades energéticas de um edifício possam vir a ser satisfeitas sem dispêndio excessivo de energia (considerando as necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento do espaço, a necessidade de energia para a produção das AQS e as necessidades de energia primária, para equipamentos e iluminação;
− A obrigatoriedade da instalação de painéis solares para a produção de água quente sanitária;
− Sejam minimizadas as situações patológicas nos elementos de construção provocadas pela ocorrência de condensações superficiais e dos elementos da envolvente do edifício, com potencial impacte negativo na durabilidade dos elementos de construção e na qualidade do ar interior.
O RCCTE aplica-se a: edifícios de habitação; edifícios de serviços com área útil inferior ou igual a 1000 m2 e sem sistemas mecânicos de climatização ou com sistemas de climatização de potência inferior ou igual a 25 kW; grandes intervenções de remodelação ou de alteração na envolvente ou nas instalações de preparação de AQS das duas tipologias de edifícios referidas anteriormente e a ampliações de edifícios existentes, das duas tipologias atrás referidas, exclusivamente na nova área construída.
Neste contexto, o RCCTE impõe limites aos consumos energéticos para climatização e produção de águas quentes, num claro incentivo à utilização de sistemas eficientes e de fontes energéticas com menor impacte em termos de energia primária. Esta legislação impõe ainda a instalação de painéis solares térmicos e valoriza a utilização de outras fontes de energia renovável (RCCTE, 2006). A aplicabilidade do RCCTE em edifícios existentes levanta muitas questões de carácter técnico que vieram a ser explanadas e simplificadas por um documento emitido pela ADENE (Agência para a Energia) direcionado aos edifícios existentes. A 30 de Abril de 2009 foi definido em Despacho n.º 11020/2009, o Método de Cálculo Simplificado para Certificação Energética de Edifícios Existentes
no âmbito do RCCTE, formalizando assim a Nota Técnica NT-SCE-01. Esta metodologia permite não só uma análise expedita dos edifícios para os quais não exista informação disponível, bem como a aplicação integral do cálculo regulamentar (ADENE, NT-SCE-01, 2009).
A ADENE é a entidade nacional responsável pela gestão do SCE tendo como objetivo principal assegurar o funcionamento regular do sistema. A ADENE é também responsável por criar uma bolsa de peritos qualificados (PQ) que deverão ser responsáveis pela avaliação do desempenho energético e da qualidade do ar interior nos edifícios e emissão do respetivo certificado energético (CE). O CE é um documento de extrema importância pois permite, identificar a classe energética do edifício, novo ou existente, e como tal aferir da sua eficiência energética para além de apresentar medidas de melhoria a implementar para melhorar o desempenho do edifício em análise.
Toda a legislação atrás referida teve como base a transposição para o direito nacional da EPBD 2002, no entanto a 20 de Agosto de 2013∗ foi transposta para o direito nacional a EPBD Recast que
de origem ao DL nº. 118/2013.
Este DL aprova o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS). Neste atual contexto legislativo o REH vem revogar o RCCTE e o RECS o RSECE.
1.2. Objetivos e fatores que contribuem para a oportunidade da realização da dissertação
Após o exposto é importante sintetizar os fatores que contribuem para a oportunidade da realização desta dissertação, assim:
− Tal como muitos outros países da UE o parque habitacional nacional é muito heterogéneo, pouco conhecido e, em muitos casos, sem informação técnica (projeto) suficiente para se caracterizar. Não há um conhecimento profundo dos edifícios existentes nem uma uniformização dos mesmos, por forma a definir estratégias, normas ou legislação para se atingirem ou aproximarem os edifícios existentes dos requisitos da EPBD Recast para edifícios novos. Por outro lado, pela especificidade dos edifícios existentes e todos os seus condicionalismos arquitetónicos, não é possível abordar o
∗ A 20 de Agosto de 2013 foi publicado em Diário da República o DL nº.118/2013 que transpõem para o direito
problema da eficiência energética e otimização de custos da mesma perspetiva que nos edifícios novos em que é possível controlar através de projeto quase todas as variáveis. − O parque habitacional existente em Portugal é muito pouco eficiente, confortável e
salubre. Isto implica elevados consumos energéticos e faturas para os utilizadores e para o país bastante significativas;
− A regulamentação europeia, a qual está neste momento a ser transposta para o direito nacional, tende a elevar os requisitos de desempenho energético dos edifícios novos e existentes, de forma direta ou indireta, para patamares de balanço energético quase nulo, o que implica uma intervenção inevitável nos edifícios existentes;
− A regulamentação impõe requisitos mínimos de desempenho energético com custos de intervenção mínimos (o cálculo destes custos está aliás regulado), pelo que é necessário quantificar esses custos para as soluções com pertinência e eficiência no contexto nacional;
− Os incentivos fiscais e financeiros implementados por instrumentos legais nacionais incentivam a reabilitação, como tal devem ser utilizados no sentido de dinamizar o sector;
− O contexto socioeconómico atual leva à procura de alternativas de empregabilidade que podem ser encontradas na reabilitação energética, contudo é necessária a existência de conhecimento técnico por forma a garantir a qualidade das intervenções.
Este trabalho tentará acrescentar conhecimento sobre o comportamento energético do parque residencial edificado em Portugal, numa perspetiva de identificar soluções ótimas de reabilitação energética com custos mínimos. Encontrar as soluções ótimas do ponto de vista custo/benefício para determinado tipo de edifícios permitirá informar o setor, e todos os seus agentes, de como atuar numa intervenção de reabilitação energética e assim contribuir para uma otimização da intervenção numa perspetiva de médio/longo prazo.
Este é um desafio urgente a que Portugal e todos os estados membros têm que dar resposta. O desenvolvimento deste trabalho poderá contribuir positivamente para a superação desse desafio. O objetivo global desta Dissertação consiste em identificar conjuntos de soluções de reabilitação ótimas do ponto de vista do binómio custo/benefício, a aplicar em dois edifícios habitacionais (um unifamiliar e outro multifamiliar) datados entre 1960 e 1980.
− Identificar dois edifícios residenciais tipo do parque edificado em Portugal;
Com esta representação construtiva do parque edificado será possível definir, conhecer e propor ações de intervenção na melhoria do desempenho energético de edifícios com características semelhantes.
− Identificar soluções de reabilitação em três vertentes diferentes: atuando na envolvente, atuando nos sistemas/equipamentos e avaliando a possibilidade de produção de energia renovável “in situ”;
Deverão ser identificadas soluções que sejam exequíveis em Portugal e que sejam economicamente viáveis e moderadamente conhecidas pelos atores do mercado (construtores, aplicadores, engenheiros e arquitetos).
− Quantificar o custo global das soluções de reabilitação identificadas;
Soluções que coloquem em causa, por motivos económicos ou de execução, a intervenção de reabilitação, não deverão ser equacionadas.
− Otimizar as combinações de soluções de reabilitação por forma a garantir edifícios com relações custo/benefício ótimas;
Esta dissertação irá focar-se nas soluções mais comuns e economicamente viáveis de modo a limitar o elevado número de simulações que seria possível efetuar.
− Concluir sobre quais as soluções energéticas e economicamente mais vantajosas a utilizar na reabilitação de edifícios de habitação (1960 - 1980) em Portugal.
1.3. Estrutura da dissertação
Esta dissertação é composta por seis capítulos.
O primeiro capítulo evidencia o atual contexto nacional e internacional relativamente às exigências ambientais e energéticas do sector da construção, nomeadamente dos edifícios, na Europa. Exprime a oportunidade do desenvolvimento desta dissertação e faz referência aos objetivos da mesma, bem como à sua organização.
O capítulo dois refere-se ao contexto nacional em particular ao desempenho energético do parque edificado do ponto de vista construtivo, social, económico e energético. Identifica algumas medidas de reabilitação energética (em três vertentes distintas) em edifícios existentes e aponta algumas
dificuldades nessa intervenção. Faz ainda referência a políticas de incentivo à eficiência energética e reabilitação de edifícios.
O capítulo terceiro expõe a metodologia utilizada na realização da dissertação, explicando alguns conceitos da regulamentação europeia e nacional utilizada e a necessidade da aplicação desta a dois casos de estudo. Indica ainda algumas medidas de reabilitação energética típicas em Portugal e justifica o tipo de edifícios selecionados para os casos de estudo.
Os capítulos quatro e cinco apresentam a metodologia aplicada a dois casos de estudo reais e uma análise cuidada dos resultados obtidos. Nestes capítulos são retiradas algumas conclusões sobre as medidas de reabilitação energética mais interessantes do ponto de vista custo/benefício para cada caso e apresentadas algumas conclusões comparativas. Ainda no capítulo cinco são avaliados quatro cenários por forma a concluir sobre a influência de alguns parâmetros do cálculo nos resultados obtidos.
No último capítulo, (capitulo 6) desta dissertação são apresentadas as conclusões mais relevantes deste estudo e ainda apresentadas algumas sugestões para futuros trabalhos a realizar no contexto da reabilitação energética em edifícios de habitação em Portugal.
2. CAPÍTULO 2 - A REALIDADE DO SETOR DOS EDIFÍCIOS EM PORTUGAL E SEU DESEMPENHO ENERGÉTICO
As imposições regulamentares da UE e o contexto social, ambiental e energético já referidos no capítulo 1 levam Portugal a refletir sobre a realidade do seu parque edificado e o desempenho deste. A realidade do setor da construção em Portugal pode ser analisada sob quatro prismas: construtivo, social, económico e energético.
Do ponto de vista construtivo o parque edificado em Portugal está estimado em 5,9 milhões de alojamentos familiares (segundo dados provisórios dos CENSOS 2011) que se distribuem por cerca de 3,5 milhões de edifícios e representam um consumo energético muito significativo. Estima-se que 31% da energia final utilizada em Portugal seja consumida pelo setor dos edifícios, sendo 18% utilizada pelos edifícios habitacionais existentes (JARDIM, 2009). De referir que 87,2% dos edifícios residenciais são unifamiliares (SANTOS, 2012). Apenas pela observação destes valores se conclui que existe uma enorme quantidade de edifícios habitacionais muito consumidores de energia e nos quais é pertinente intervir.
Segundo o INE cerca de 38,7% (INE, 2011) do património edificado é anterior à década de 70 e apresenta sinais de degradação, quer construtiva, quer, em alguns casos até estrutural, nomeadamente por falta de intervenções de manutenção (MARTINS, 2009). Em 2007, apenas 19,5% das obras concluídas em Portugal eram obras de alteração, ampliação e reconstrução, o que mostra uma expressão muito menor da reabilitação física do edificado relativamente às novas construções (INE DESTAQUE, 2009). Estudos demonstram que a atividade de reabilitação do edificado está relacionada com a evolução da população residente e com o dinamismo do mercado dos edifícios urbanos. Curiosamente, entre 2001 e 2007 a reabilitação assumiu maior importância em territórios com perda de população e onde se verificou menor dinamismo do mercado dos edifícios urbanos (regiões do Interior Centro e Alentejo) (INE DESTAQUE, 2009). No entanto, é nas Áreas Metropolitanas de Lisboa e Porto que a idade do edificado é maior e o índice de envelhecimento é de 1,98 (INE, 2011). Já a nível nacional o índice de envelhecimento dos edifícios é de 1,90 (número de edifícios construídos até 1960 é menos do dobro dos construídos após 2001). É também nestas regiões que a densidade de alojamentos é maior demonstrando a maior densidade populacional, e apesar do número de alojamentos ter aumentado cerca de 16,2% na última década, o número de alojamentos vagos também aumentou cerca de 35% (INE DESTAQUE, 2009). Aliás este aumento verificou-se, quer nos alojamentos principais (12,5%), quer nas residências
secundárias (19,3%) (SANTOS, 2012). O facto de os alojamentos não serem ocupados aumenta o risco de degradação e falta de manutenção contribuindo para uma eventual intervenção de reabilitação mais célere. Também não é indiferente o alojamento ser utilizado pelo proprietário ou ser alugado, visto este fator poder ter influência na manutenção do alojamento/edifício. A nível nacional os alojamentos de residência habitual (68,2%) são em 73,5% dos casos ocupados pelo proprietário e cerca de 19,7% são arrendados, aliás o parque habitacional arrendado cresceu 6,3% em relação a 2001 (SANTOS, 2012).
Um fator social relevante é o fato de 53,8% dos arrendatários terem idades iguais ou superiores a 50 anos, sendo destes cerca de 37% com 60 ou mais anos de idade (SANTOS, 2012). Aliás 60% da população idosa vive só ou em companhia exclusiva de pessoas também idosas (verificou-se um aumento de 28%, ao longo da última década) e 20% do total de alojamentos familiares são habitados exclusivamente por pessoas idosas (acréscimo de 28,3% nos últimos dez anos). Este envelhecimento populacional não influencia apenas o setor do arrendamento, mas todo o setor da construção/reabilitação contribuindo para a degradação dos edifícios.
Ainda na perspetiva social verifica-se um aumento das famílias de menor dimensão (1 ou 2 pessoas) o que muitas vezes está interligado com o seu baixo rendimento líquido (em 2009 rodava os 23 811€ por agregado/ano). A principal fonte de rendimento das famílias tem origem no trabalho por conta de outrem 52,1% e nas pensões 35,1%, existindo um risco de pobreza da população nacional de 17,3%. Este frágil panorama económico também está refletido pelo fato de quase 40% das famílias estarem endividadas, sendo que cerca de 25% têm hipotecas sobre a sua residência principal. Este contexto social e económico é inibidor do crescimento do setor da construção e reabilitação.
Para além da degradação física e estrutural das construções, consequência de muitos fatores, nomeadamente dos inumerados anteriormente, o edificado apresenta também um muito fraco desempenho térmico, baixos níveis de conforto e salubridade e elevados consumos energéticos. Este fraco desempenho deve-se à baixa qualidade construtiva, às fracas exigências regulamentares à altura da construção, à ineficiência dos equipamentos (eletrodomésticos, iluminação e outros) e muitas vezes é agravado pela má utilização do edifício. Refira-se que em termos de consumo energético, em 2010 os edifícios residenciais representaram 17,7% do consumo da energia final e os edifícios de serviços 12,0%. O consumo médio mensal (2010) de eletricidade e de gás natural, por alojamento, foi de cerca de 306 kWh e 65 kWh, sendo a despesa média mensal com energia, por alojamento, de 70€ (SANTOS, 2012). Este valor médio é um valor elevado tendo em conta o
contexto atrás identificado, mas a população não tem, em geral, poder económico para intervir na sua habitação.
Neste contexto refira-se que até à década de 90 (antes do primeiro RCCTE - DL nº 40/90 de 6 de Fevereiro) não havia em Portugal imposição legal para construir com preocupações de eficiência energética, ou térmicas ou de conforto (PINTO, 2007). Aliás, antes da entrada em vigor do DL nº 40/90 os projetistas utilizavam apenas algumas regras qualitativas para “dimensionar” o edifício do ponto de vista térmico e não havia sequer uma especialidade de projeto direcionada para esta exigência.
Assim, as construções anteriores à década de 90, cerca de 70% (INE, 2011) do parque edificado, não cumprem as exigências de hoje, não só do ponto de vista regulamentar, mas também do ponto de vista do conforto, salubridade e saúde do utilizador. Verifica-se que o utilizador dos edifícios de hoje, com o aumento da qualidade do nível de vida, tornou-se mais exigente no que diz respeito ao seu conforto o que tem levado a um aumento na procura dos sistemas de climatização. Estes sistemas permitem combater o desconforto, nomeadamente o térmico, mas consequentemente aumentam o consumo energético dos edifícios existentes. Grandes consumos nestes edifícios aumentam o consumo energético nacional e a dependência energética Portuguesa, e vão contra todas as exigências da UE.
As alterações comportamentais dos utilizadores, a degradação do parque edificado, muitas vezes por falta de manutenção, o fraco desempenho energético dos edifícios e as imposições legais levam a concluir que a promoção da eficiência energética nos edifícios não se pode limitar aos edifícios em construção ou a construir, mas também aos edifícios existentes.
Nesse sentido a ADENE, como responsável pela gestão do SCE, tem vindo a reunir dados muito úteis, através da análise da informação contida nos CE, relativamente às características energéticas dos edifícios sujeitos a avaliação pelos PQ.
Desde a entrada em vigor, a 1 de Julho 2007, do DL 78/2006 de 4 Abril (que obriga à certificação energética de edifícios novos, grandes edifícios de serviços, edifícios existentes de serviço e habitação quando sujeitos a uma transação comercial) encontram-se no SCE, 485.000 imóveis certificados (até 30 Março 2012) dos quais 90% são edifícios de habitação. Dos imóveis certificados, 76% são relativos ao parque edificado existente, 21% a imóveis que se encontram em fase de projeto e 3% a edifícios novos no âmbito do SCE (ADENE, 2012). Os Certificados de Desempenho Energético e de Qualidade do Ar Interior para além de classificarem os edifícios em
classes energéticas variando de A+ (elevada eficiência) a G (baixa eficiência), fornecem informações essenciais sobre o desempenho dos edifícios (RCCTE, 2006).
Segundo a Agência para a Energia, 63% dos edifícios existentes certificados desde o início de 2009, data a partir da qual foi obrigatória a certificação energética em edifícios existentes (DIÁRIO DA REPÚBLICA, 2007), pertencem a classes energéticas abaixo de B- (ou seja são edifícios que consomem mais 100% comparativamente com o consumo de referência). Note-se, que se as medidas de melhoria sugeridas pelos PQ fossem implementadas, 84% dos edifícios existentes avaliados e certificados passariam a ter o desempenho exigido aos edifícios novos (classe energética superior a B-) (MARQUES, 2008).
A informação contida nos Certificados Energéticos também permite caracterizar os consumos globais, no que diz respeito à utilização final de energia. Assim, nos edifícios residenciais os consumos médios de: cozinhas e aquecimento de águas quentes sanitárias (AQS) atingem 50%, o aquecimento e arrefecimento 25% e a iluminação e equipamentos 25% (ANASTÁCIO, 2010). Esta informação estatística, bem como outras retiradas dos CE, permite conhecer mais profundamente o parque habitacional existente, bem como as zonas/áreas dos edifícios mais consumidoras de energia e mais ineficientes. A análise dos quase 332.000 certificados energéticos relativos aos edifícios habitacionais existentes é fundamental para o conhecimento mais profundo destes edifícios, para definir novas possíveis abordagens e até eventuais desenvolvimentos regulamentares. Permite ainda desenvolver medidas de intervenção mais adequadas e direcionadas às características dos edifícios.
2.1. Reabilitação Energética
2.1.1. Medidas
O conhecimento técnico atual já identifica e aponta medidas que permitem reduzir os consumos energéticos, otimizar balanços energéticos e melhorar de forma muito significativa as condições de conforto e salubridade dos utilizadores. Contudo, existem alguns fatores que contribuem para o desempenho energético dos edifícios e que nos edifícios existentes muitas vezes não são possíveis de alterar, como o fator de forma, a orientação ou a zona climática.
A intervenção no edifício recorrendo a estas medidas designa-se por reabilitação energética e engloba medidas de três grandes grupos: medidas a aplicar na envolvente dos edifícios; nos equipamentos, sistemas de climatização e aquecimento de águas quentes sanitárias e na produção de
As intervenções na envolvente têm como objetivo essencial minimizar as trocas energéticas entre o espaço interior aquecido e o exterior. Podem ocorrer implementando medidas ao nível do reforço da proteção térmica da envolvente (opaca e transparente), do controlo das infiltrações de ar e do recurso a tecnologias solares passivas (sombreamentos, palas, ventilação natural ou melhoria da iluminação natural).
O reforço da proteção térmica pode ocorrer através do acréscimo do isolamento térmico dos elementos da envolvente opaca, nomeadamente, paredes exteriores, pavimentos sobre espaços exteriores ou não-aquecidos e coberturas. Pode ocorrer também controlando os ganhos solares através dos vãos envidraçados. Os vãos envidraçados têm uma contribuição importante no balanço térmico global dos edifícios, e podem ser responsáveis no Inverno por cerca de 35 a 40% das perdas térmicas totais (em edifícios residenciais) e no Verão, por problemas de sobreaquecimento interior e por grande parte das necessidades de arrefecimento (PORTO SRU, 2010). Englobam-se nos vãos envidraçados, não só as caixilharias, mas também o vidro, cujas características são também muito importantes na otimização e controlo de ganhos solares pela envolvente transparente. O controlo das infiltrações de ar pode garantir-se através da reabilitação ou substituição da caixilharia exterior, bem como de outras medidas complementares, como por exemplo o reforço da vedação de portas exteriores. Pode ainda intervir-se na envolvente recorrendo a proteções solares adequadas por forma a otimizar os ganhos em relação às necessidades de aquecimento e de arrefecimento (Inverno e Verão, respetivamente).
Relativamente à ventilação, esta pode ocorrer de forma natural (envolvente) e/ou mecânica (equipamentos) e pode ter um peso importante nas necessidades de energia de aquecimento (Inverno). Aliás, a renovação de ar no interior nos edifícios pode ser responsável por 30% a 50% do total das necessidades energéticas de aquecimento, o que leva à necessidade de minimizar caudais. Contudo, deve assegurar-se a qualidade do ar interior, bem como a diminuição do risco de condensações, o que impõe um caudal mínimo (PORTO SRU, 2010). Este equilíbrio é por vezes difícil de encontrar, mas permite atingir a solução ideal, otimizando a relação conforto-saúde do utilizador.
As tecnologias solares passivas podem ser integradas nos vãos envidraçados por exemplo aumentando (se possível) a área dos vãos envidraçados nas fachadas viradas a Sul, ou recorrendo à implementação de espaços tipo “estufa” ou “solário” ligados a envidraçados pré-existentes, aumentando desta forma os ganhos solares no Inverno. Nestes casos é necessário considerar uma adequada proteção durante a estação de arrefecimento, pois pode correr-se o risco de sobreaquecimento.
Outros fatores importantes no desempenho energético de um edifício devem ser considerados, nomeadamente na fase de projeto de reabilitação, tais como: a otimização da iluminação natural, nomeadamente com a utilização de cores claras nos tetos e paredes; a localização, dimensão e utilização adequada das aberturas favorecendo a ventilação natural; o recurso a medidas solares passivas como a criação de sistemas de arrefecimento evaporativo (colocação de plantas, arbustos ou árvores junto à envolvente do edifício), a criação de espelhos de água ou fontes com repuxo junto das fachadas ou criação de aberturas na cobertura por cima da caixa de escadas (efeito chaminé).
As medidas de eficiência energética, do ponto de vista da análise custo/benefício, mais favoráveis são, em geral, as que incidem nas coberturas, seguidas das que se referem aos pavimentos sobre espaços exteriores e, finalmente, as respeitantes às paredes exteriores (DGGE / IP-3E, 2004).
Estudos indicam que pequenas intervenções otimizando a envolvente poderiam diminuir o consumo energético dos edifícios em 30% a 35% (ANASTÁCIO, 2010).
Outro grupo onde pode ser possível intervir relaciona-se com os sistemas de aquecimento e/ou arrefecimento do edifício e AQS e sua eficiência, bem como de equipamentos de uso doméstico (como eletrodomésticos, iluminação, etc.). A otimização da eficiência destes sistemas permite reduzir as perdas e consumos energéticos. Os sistemas de AQS são muito representativos nos consumos energéticos dos edifícios habitacionais (cerca de 50% segundo ANASTÁCIO, 2010) e devem ser escolhidos, numa reabilitação, considerando diversos fatores como o número de utilizadores do sistema (a dimensão do agregado familiar e os seus hábitos influenciam a dimensão e o tipo de sistema a escolher), o custo de aquisição, operação e de manutenção, a vida útil estimada ou o espaço disponível para implantar os sistemas. De referir que sistemas mais económicos são geralmente menos eficientes. Para um agregado familiar médio ou de grandes dimensões o sistema de aquecimento de água mais apropriado quer económica, quer ambientalmente, é o solar, desde que a localização garanta a insolação solar suficiente (DINIS, 2010).
Os equipamentos de uso doméstico (elétricos) são outro grande grupo consumidor de energia, sendo de facto os equipamentos de frio, como o frigorífico e o frigorífico/combinado, responsáveis por cerca de 32% do consumo total de energia elétrica no setor doméstico (ADENE, 2004). Aliás, segundo um estudo da ADENE (ADENE, 2004) 28% da energia consumida no setor residencial tem como fonte a eletricidade e este consumo representa 60% da fatura energética dos utilizadores. Com o objetivo de informar os consumidores sobre os desempenhos energéticos dos eletrodomésticos, em termos de consumo de eletricidade, a Comissão Europeia criou a etiquetagem
energética de equipamentos domésticos. A etiquetagem energética está consagrada na Diretiva Quadro Europeia (92/75/CEE) e nas subsequentes diretivas para cada família de equipamentos e é baseada em categorias pré-definidas de A (melhor índice de eficiência energética) a G (pior índice), sendo de afixação obrigatória em todos os equipamentos abrangidos, desde que expostos ao público.
A iluminação representa um consumo médio anual de eletricidade por unidade de alojamento de cerca de 370 kWh, ou seja 12% do consumo de eletricidade no setor residencial. Contudo, este é um uso com grande potencial de poupança de energia, não apenas pelo uso de equipamentos mais eficientes, como também pela utilização da iluminação natural (tecnologia passiva) (ADENE, 2004). Refira-se que os consumos energéticos dos equipamentos no setor residencial dependem, para além da eficiência energética, também da sua idade, do modo de utilização e do estado de manutenção.
Finalmente, a utilização de tecnologia solar ativa é concebida através da implementação de fontes de energia renováveis. Existem diversas fontes de energia renovável (eólica, solar - térmica e fotovoltaica - energia hidroelétrica, energia das marés, geotérmica e biomassa) e são uma alternativa fundamental aos combustíveis fósseis, bem como a sua utilização contribui para reduzir as emissões de GEE.
Para a produção doméstica de energia elétrica e de calor a partir de fontes renováveis, podem utilizar-se os seguintes sistemas:1) Painel solar térmico, dispositivo que converte a energia solar em energia térmica e o seu funcionamento permite: produção de AQS; aquecimento de piscinas; aquecimento ambiente e arrefecimento ambiente (combinando energia solar com máquinas de absorção ou sistemas híbridos). Em edifícios de habitação os painéis solares ou coletores solares podem reduzir até 70 a 80% o consumo de energia convencional (eletricidade, gás natural, gás propano, etc.) para o aquecimento de água (ENERGIASRENOVAVEIS, 2012). 2) Painel solar fotovoltaico, sistema que permite converter a energia solar diretamente em energia elétrica e que pode estar ligado à rede elétrica nacional. Esta forma de energia é bastante promissora visto produzir energia não introduzindo agentes poluidores, ter uma reduzida manutenção e um elevado tempo de vida (ENERGIASRENOVAVEIS, 2012).
Estes sistemas têm um grande potencial de crescimento em Portugal devido ao índice de radiação solar ser bastante elevado (um dos maiores da Europa). Comparativamente, Portugal possui um número médio anual de horas de Sol muito superior ao de outros países da UE. Portugal possui um número médio anual de horas de Sol que varia entre 2.200 e 3.000h já esse valor na Alemanha varia
